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1 数制与编码 1

1.1 数字电路基础知识 1

1.1.1 模拟信号与数字信号 1

1.1.2 数字电路的特点 3

1.2 数制 4

1.2.1 十进制数 5

1.2.2 二进制数 6

1.2.3 八进制数 8

1.2.4 十六进制数 9

1.3 数制转换 10

1.3.1 二进制数与八进制数的相互转换 10

1.3.2 二进制数与十六进制数的相互转换 11

1.3.3 十进制数与任意进制数的相互转换 13

1.4 二进制编码 16

1.4.1 加权二进制码 16

1.4.2 不加权的二进制码 18

1.4.3 字母数字码 19

1.4.4 补码 20

1.5 带符号二进制数的加减运算 23

1.5.1 加法运算 23

1.5.2 减法运算 24

本章小结 25

习题一 26

2 逻辑门 29

2.1 基本逻辑门 29

2.1.1 与门 29

2.1.2 或门 31

2.1.3 非门 32

2.2 复合逻辑门 33

2.2.1 与非门 34

2.2.2 或非门 34

2.2.3 异或门 35

2.2.4 同或门 36

2.3 其他逻辑门 37

2.3.1 集电极开路逻辑门 37

2.3.2 集电极开路逻辑门的应用 38

2.3.3 三态逻辑门 39

2.4 集成电路逻辑门 40

2.4.1 概述 41

2.4.2 TTL集成电路逻辑门 42

2.4.3 CMOS集成电路逻辑门 43

2.4.4 集成门电路的性能参数 44

2.4.5 TTL与CMOS门电路的接口 47

本章小结 49

习题二 50

3 逻辑代数基础 53

3.1 概述 53

3.1.1 逻辑函数的基本概念 53

3.1.2 逻辑函数的表示方法 53

3.2 逻辑代数的运算规则 54

3.2.1 逻辑代数的基本定律 55

3.2.2 逻辑代数的基本公式 55

3.2.3 摩根定理 55

3.2.4 逻辑代数的规则 56

3.3 逻辑函数的代数化简法 58

3.3.1 并项化简法 58

3.3.2 吸收化简法 58

3.3.3 配项化简法 59

3.3.4 消去冗余项法 59

3.4 逻辑函数的标准形式 60

3.4.1 最小项与最大项 61

3.4.2 标准与或表达式 62

3.4.3 标准或与表达式 62

3.4.4 两种标准形式的相互转换 63

3.4.5 逻辑函数表达式与真值表的相互转换 63

3.5 逻辑函数的卡诺图化简法 64

3.5.1 卡诺图 65

3.5.2 与或表达式的卡诺图表示 65

3.5.3 与或表达式的卡诺图化简 66

3.5.4 或与表达式的卡诺图化简 68

3.5.5 含无关项逻辑函数的卡诺图化简 69

3.5.6 多输出逻辑函数的化简 70

本章小结 71

习题三 72

4 组合逻辑电路 75

4.1 组合逻辑电路的分析 75

4.1.1 组合逻辑电路的定义 75

4.1.2 组合逻辑电路的分析步骤 75

4.1.3 组合逻辑电路的分析举例 76

4.2 组合逻辑电路的设计 78

4.2.1 组合逻辑电路的一般设计步骤 78

4.2.2 组合逻辑电路的设计举例 79

4.3 编码器 84

4.3.1 编码器的概念 84

4.3.2 二进制编码器 84

4.3.3 二-十进制编码器 86

4.3.4 编码器应用举例 88

4.4 译码器 89

4.4.1 译码器的概念 91

4.4.2 二进制译码器 91

4.4.3 二-十进制译码器 93

4.4.4 用译码器实现逻辑函数 94

4.4.5 显示译码器 95

4.4.6 译码器应用举例 97

4.5 数据选择器与数据分配器 99

4.5.1 数据选择器 99

4.5.2 用数据选择器实现逻辑函数 102

4.5.3 数据分配器 103

4.5.4 数据选择器应用举例 104

4.6 加法器 106

4.6.1 半加器 106

4.6.2 全加器 106

4.6.3 多位加法器 107

4.6.4 加法器应用举例 108

4.6.5 加法器构成减法运算电路 109

4.7 比较器 111

4.7.1 1位数值比较器 111

4.7.2 集成数值比较器 111

4.7.3 集成数值比较器应用举例 112

4.8 码组转换电路 113

4.8.1 BCD码之间的相互转换 113

4.8.2 BCD码与二进制码之间的相互转换 114

4.8.3 格雷码与二进制码之间的相互转换 115

4.9 组合逻辑电路的竞争与冒险 116

4.9.1 冒险现象的识别 116

4.9.2 消除冒险现象的方法 117

本章小结 118

习题四 119

5 触发器 125

5.1 RS触发器 125

5.1.1 基本RS触发器 125

5.1.2 钟控RS触发器 127

5.1.3 RS触发器应用举例 128

5.2 D触发器 130

5.2.1 电平触发D触发器 130

5.2.2 边沿触发D触发器 131

5.3 JK触发器 133

5.3.1 主从JK触发器 133

5.3.2 边沿JK触发器 136

5.4 不同类型触发器的相互转换 140

5.4.1 概述 140

5.4.2 D触发器转换为JK、T和T′触发器 140

5.4.3 JK触发器转换为D触发器 141

本章小结 142

习题五 142

6 寄存器与计数器 145

6.1 寄存器与移位寄存器 145

6.1.1 寄存器 145

6.1.2 移位寄存器 146

6.1.3 移位寄存器应用举例 150

6.2 异步N进制计数器 152

6.2.1 异步n位二进制计数器 152

6.2.2 异步非二进制计数器 154

6.3 同步N进制计数器 156

6.3.1 同步n位二进制计数器 156

6.3.2 同步非二进制计数器 158

6.4 集成计数器 160

6.4.1 集成同步二进制计数器 161

6.4.2 集成同步非二进制计数器 164

6.4.3 集成异步二进制计数器 166

6.4.4 集成异步非二进制计数器 167

6.4.5 集成计数器的扩展 170

6.4.6 集成计数器应用举例 173

本章小结 175

习题六 176

7 时序逻辑电路的分析与设计 179

7.1 概述 179

7.1.1 时序逻辑电路的定义 179

7.1.2 时序逻辑电路的结构 179

7.1.3 时序逻辑电路的分类 180

7.2 时序逻辑电路的分析 181

7.2.1 时序逻辑电路的分析步骤 181

7.2.2 同步时序逻辑电路分析举例 182

7.2.3 异步时序逻辑电路分析举例 185

7.3 同步时序逻辑电路的设计 187

7.3.1 同步时序逻辑电路的基本设计步骤 188

7.3.2 同步时序逻辑电路设计举例 190

本章小结 193

习题七 193

8 存储器与可编程逻辑器件 197

8.1 存储器概述 197

8.1.1 存储器分类 197

8.1.2 存储器的相关概念 198

8.1.3 存储器的性能指标 199

8.2 RAM 200

8.2.1 RAM分类与结构 200

8.2.2 SRAM 201

8.2.3 DRAM 203

8.3 ROM 205

8.3.1 ROM分类与结构 205

8.3.2 掩膜ROM 206

8.3.3 可编程ROM 207

8.3.4 可编程ROM的应用 211

8.4 快闪存储器 214

8.4.1 快闪存储器的电路结构 214

8.4.2 闪存与其他存储器的比较 215

8.5 存储器的扩展 217

8.5.1 存储器的位扩展法 217

8.5.2 存储器的字扩展法 217

8.6 可编程阵列逻辑 219

8.6.1 PAL的电路结构 221

8.6.2 PAL器件举例 223

8.6.3 PAL器件的应用举例 223

8.7 通用阵列逻辑 228

8.7.1 GAL的性能特点 228

8.7.2 GAL的电路结构 228

8.7.3 OLMC 230

8.7.4 GAL器件的编程与开发 233

8.8 CPLD、FPGA和在系统编程技术 235

8.8.1 数字可编程器件的发展概况 235

8.8.2 数字可编程器件的编程语言 236

8.8.3 数字可编程器件的应用实例 236

本章小结 249

习题八 250

9 D/A转换器和A/D转换器 253

9.1 概述 253

9.2 D/A转换器 254

9.2.1 D/A转换器的电路结构 254

9.2.2 二进制权电阻网络D/A转换器 255

9.2.3 倒T形电阻网络D/A转换器 257

9.2.4 D/A转换器的主要技术参数 258

9.2.5 集成D/A转换器及应用举例 259

9.3 A/D转换器 261

9.3.1 A/D转换的一般步骤 261

9.3.2 A/D转换器的种类 263

9.3.3 A/D转换器的主要技术参数 264

9.3.4 集成A/D转换器及应用举例 264

本章小结 266

习题九 267

10 脉冲波形的产生与整形电路 271

10.1 概述 271

10.2 多谐振荡器 272

10.2.1 门电路构成的多谐振荡器 272

10.2.2 采用石英晶体的多谐振荡器 274

10.3 单稳态触发器 276

10.3.1 门电路构成的单稳态触发器 276

10.3.2 集成单稳态触发器 277

10.3.3 单稳态触发器的应用 279

10.4 施密特触发器 280

10.4.1 概述 281

10.4.2 施密特触发器的应用 281

10.5 555定时器及其应用 283

10.5.1 电路组成及工作原理 284

10.5.2 555定时器构成施密特触发器 285

10.5.3 555定时器构成单稳态触发器 286

10.5.4 555定时器构成多谐振荡器 286

本章小结 288

习题十 289

11 数字集成电路简介 291

11.1 TTL门电路 291

11.1.1 TTL与非门电路 291

11.1.2 TTL或非门电路 295

11.1.3 TTL与或非门电路 295

11.11.4 集电极开路门电路与三态门电路 296

11.1.5 肖特基TTL与非门电路 300

11.2 CMOS门电路 301

11.2.1 概述 301

11.2.2 CMOS非门电路 302

11.2.3 CMOS与非门电路 303

11.2.4 CMOS或非门电路 303

11.2.5 CMOS门电路的构成规则 304

11.3 数字集成电路的使用 306

本章小结 308

习题十一 308

附录 专业词汇汉英对照 311

参考文献 314